Trong kiến trúc, “vật liệu thở” là cách gọi hình tượng dành cho những vật liệu có khả năng trao đổi hơi ẩm với không khí hoặc cho phép hơi nước khuếch tán qua cấu trúc của chúng.Khái niệm này cần được hiểu chính xác.Vật liệu không hút khí bẩn rồi thải ra không khí sạch như phổi của con người. Chúng cũng không thể thay thế cửa sổ, quạt thông gió, máy hút ẩm hay hệ thống điều hòa không khí.

Giá trị thật sự của vật liệu thở nằm ở khả năng tham gia điều tiết vi khí hậu nội thất, đặc biệt là sự dao động của độ ẩm tương đối.Khi được chọn đúng, để bề mặt hoạt động đúng và kết hợp với thiết kế thông gió hợp lý, vật liệu có thể giúp không gian ít bí, giảm những đợt tăng độ ẩm ngắn hạn và mang lại cảm giác dễ chịu hơn.Đây là một cơ chế vật lý có thể đo lường, không phải một khái niệm trang trí mang màu sắc “xanh”.

Cơ chế hút – nhả ẩm của vật liệu diễn ra như thế nào?

Nhiều vật liệu có cấu trúc mao quản như gỗ, đất sét, vữa vôi và một số loại thạch cao có khả năng hút ẩm.Khi độ ẩm tương đối trong phòng tăng, hơi nước được giữ lại trên bề mặt và bên trong hệ lỗ rỗng của vật liệu. Khi không khí trở nên khô hơn, một phần lượng ẩm này được giải phóng trở lại môi trường.Quá trình đó thường được gọi là hấp phụ và giải hấp ẩm.

Có thể hình dung vật liệu như một bộ đệm: không xóa bỏ độ ẩm, nhưng giúp làm chậm và làm phẳng những dao động xảy ra trong thời gian ngắn.Ví dụ, sau khi tắm, nấu ăn hoặc khi nhiều người cùng sinh hoạt trong phòng, lượng hơi nước trong không khí có thể tăng nhanh. Bề mặt hút ẩm sẽ tạm thời tiếp nhận một phần lượng hơi nước này, sau đó giải phóng khi phòng được thông thoáng trở lại.Các nghiên cứu về vật liệu đất và lớp trát đất sét cho thấy vật liệu hút ẩm có thể làm giảm biên độ dao động độ ẩm trong phòng. Tuy nhiên, hiệu quả thực tế còn phụ thuộc vào diện tích bề mặt, độ dày hữu hiệu, cấu trúc lỗ rỗng, lớp hoàn thiện và tốc độ trao đổi không khí.

Infographic hai trạng thái. Khi độ ẩm trong phòng tăng, hơi nước đi vào hệ lỗ rỗng của vật liệu; khi không khí khô hơn, hơi ẩm được giải phóng trở lại. Thể hiện rõ đây là cơ chế làm giảm dao động, không phải loại bỏ hoàn toàn độ ẩm. — Cơ chế hấp phụ và giải hấp ẩm của vật liệu xây dựng.

Độ ẩm từ 40–60% có phải luôn là mức lý tưởng?

Khoảng độ ẩm tương đối 40–60% thường được nhắc đến trong các tài liệu về sức khỏe và chất lượng môi trường trong nhà. Khoảng này có thể hỗ trợ sự thoải mái của đường hô hấp, da và mắt, đồng thời hạn chế một số điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật.Tuy nhiên, không nên biến 40–60% thành một con số cứng áp dụng cho mọi công trình.

Mức độ phù hợp còn liên quan đến nhiệt độ, khí hậu, cấu tạo bao che, sức khỏe người sử dụng và nguy cơ ngưng tụ. Trong khí hậu nóng ẩm như Việt Nam, việc giữ độ ẩm không vượt quá khoảng 60% trong thời gian dài thường quan trọng hơn việc cố duy trì một giá trị tuyệt đối.Vật liệu hút ẩm chỉ hỗ trợ điều hòa độ ẩm. Nếu căn nhà bị thấm nước, thiếu thông gió hoặc thường xuyên tiếp nhận không khí ngoài trời có độ ẩm quá cao, khả năng đệm ẩm của vật liệu sẽ nhanh chóng đạt giới hạn.

Vật liệu hút ẩm có thực sự làm mát và giữ ấm căn nhà?

Quá trình hút và nhả ẩm có liên quan đến trao đổi nhiệt.Khi hơi nước được vật liệu hấp phụ, một lượng nhiệt nhỏ có thể được giải phóng. Khi nước bay hơi hoặc được giải hấp, quá trình này có thể lấy nhiệt từ môi trường xung quanh.Cơ chế nhiệt ẩm này là có thật, nhưng không nên diễn giải rằng một mảng tường đất hoặc hệ lam gỗ có thể tự làm mát ngôi nhà vào mùa hè và sưởi ấm vào mùa đông.Trong công trình thực tế, tiện nghi nhiệt vẫn phụ thuộc chủ yếu vào:

Hướng nhà và mức độ bức xạ mặt trời.
Cấu tạo mái, tường và lớp cách nhiệt.
Khả năng che nắng.
Thông gió tự nhiên hoặc thông gió cơ khí.
Khối lượng nhiệt của công trình.
Nhiệt độ và độ ẩm không khí ngoài trời.
Thiết bị điều hòa, hút ẩm khi cần thiết.

Vật liệu hút ẩm là một thành phần hỗ trợ vi khí hậu, không phải một hệ thống điều hòa độc lập.

So sánh định tính giữa lớp trát đất sét, gỗ, gạch nung không men, thạch cao, bê tông và bề mặt phủ men kín theo ba tiêu chí: khả năng đệm ẩm, tốc độ phản ứng và ảnh hưởng của lớp phủ. Không sử dụng số liệu tuyệt đối nếu chưa có thông số thử nghiệm của sản phẩm. — So sánh khả năng điều hòa độ ẩm của vật liệu nội thất.

Gạch đất nung có phải vật liệu điều hòa độ ẩm vượt trội?

Đất sét có mạng lỗ rỗng và bề mặt khoáng có khả năng tương tác với hơi nước. Nhưng hiệu quả hút – nhả ẩm của sản phẩm hoàn thiện không chỉ phụ thuộc vào nguyên liệu ban đầu.Nhiệt độ nung, độ đặc chắc, tỷ lệ lỗ rỗng, độ dày, lớp phủ và phương pháp xử lý bề mặt đều làm thay đổi đáng kể khả năng trao đổi ẩm.

Vật liệu đất không nung và lớp trát đất sét thường có tiềm năng đệm ẩm cao. Trong khi đó, gạch nung ở nhiệt độ cao, gạch có bề mặt quá đặc hoặc được phủ men kín có thể trao đổi ẩm thấp hơn nhiều.Vì vậy, không thể kết luận mọi loại gạch đất nung đều hút ẩm tốt hơn bê tông hoặc thạch cao. Muốn đánh giá chính xác cần xem xét thông số của từng sản phẩm và cấu tạo hoàn thiện cụ thể.

Gạch đất nung nên được ứng dụng như thế nào?

Gạch nung có thể được sử dụng cho:

Sàn terracotta trong không gian khô ráo, có thông gió.
Mảng tường gạch trần có kiểm soát thấm nước.
Gạch thông gió tại mặt đứng, hành lang hoặc khoảng đệm.
Tường hai lớp kết hợp khe thoáng và che mưa.
Các khu vực cần khối lượng nhiệt và vẻ đẹp thô mộc.

Bề mặt muốn tham gia điều hòa ẩm không nên bị phủ kín hoàn toàn bằng sơn hoặc lớp tạo màng có độ cản hơi quá cao.Ngược lại, để vật liệu “thở” không đồng nghĩa với việc bỏ qua chống thấm. Nước mưa, nước rò rỉ và hơi ẩm trong không khí là ba vấn đề khác nhau. Một bức tường có khả năng khuếch tán hơi nước vẫn cần được bảo vệ khỏi nước xâm nhập trực tiếp.

Sơ đồ điểm sương trên sàn. Không khí nóng ẩm tiếp xúc bề mặt lạnh tạo giọt nước; bên cạnh là bốn nhóm giải pháp: tăng nhiệt độ bề mặt, giảm độ ẩm, kiểm soát nguồn nước và tổ chức thông gió phù hợp. — Nguyên nhân sàn đổ mồ hôi và hiện tượng ngưng tụ hơi nước.

Gạch đất nung có thể chấm dứt hiện tượng sàn “đổ mồ hôi” không?

Câu trả lời thẳng thắn là không.Hiện tượng đọng sương xuất hiện khi nhiệt độ bề mặt thấp hơn nhiệt độ điểm sương của không khí tiếp xúc với nó. Lúc đó, hơi nước ngưng tụ thành nước trên bề mặt.Khả năng hút ẩm của vật liệu có thể hỗ trợ giảm một phần dao động độ ẩm trong một số điều kiện, nhưng không thể bảo đảm loại bỏ ngưng tụ nếu:

Không khí ngoài trời đang có độ ẩm rất cao.
Bề mặt sàn hoặc tường quá lạnh.
Công trình thiếu thông gió phù hợp.
Hơi ẩm đi lên từ nền đất.
Tường, mái hoặc đường ống đang bị thấm.
Vật liệu đã hút ẩm đến gần trạng thái cân bằng.

Muốn xử lý triệt để phải kiểm soát đồng thời nhiệt độ bề mặt, độ ẩm không khí, thông gió và nguồn nước xâm nhập.Gọi gạch đất nung là vật liệu “triệt tiêu nồm ẩm” sẽ vượt quá giới hạn khoa học của vật liệu.

Gỗ điều hòa độ ẩm như thế nào?

Gỗ là vật liệu hút ẩm tự nhiên. Thành tế bào gỗ có thể tiếp nhận hoặc giải phóng hơi nước cho đến khi đạt trạng thái cân bằng tương đối với nhiệt độ và độ ẩm của môi trường.Khả năng này thay đổi theo:

Loài gỗ và khối lượng riêng.
Hướng thớ và cấu tạo sản phẩm.
Diện tích bề mặt tiếp xúc.
Độ ẩm ban đầu của gỗ.
Lớp sơn, dầu hoặc lớp phủ bảo vệ.
Tốc độ thay đổi độ ẩm của không khí.

Nếu bề mặt gỗ được phủ bởi một lớp tạo màng kín, tốc độ trao đổi ẩm sẽ giảm. Nếu để gỗ hoàn toàn không được bảo vệ trong môi trường ẩm kéo dài, vật liệu lại có nguy cơ trương nở, biến dạng, nấm mốc hoặc suy giảm độ bền.Thiết kế đúng không nằm ở hai cực “bịt kín hoàn toàn” hay “để mộc hoàn toàn”, mà phải chọn hệ hoàn thiện phù hợp với vị trí sử dụng.

Infographic chia đôi. Một bên lam được đặt theo hướng gió, có cửa thoát khí cao và che mưa; bên còn lại lam quá dày, không có đường thoát khí và tạo lực cản lớn. — Thiết kế hệ lam hỗ trợ thông gió tự nhiên cho nhà ở.

Hệ lam gỗ có phải “lá phổi” của công trình?

Hệ lam có thể tạo độ thoáng, che nắng và hỗ trợ dẫn hướng luồng không khí. Tuy nhiên, chính hình học của lam không tự sinh ra gió.Không khí chỉ đi qua hệ lam khi có chênh lệch áp suất do gió, chênh lệch nhiệt độ hoặc tác động của thiết bị cơ khí. Khoảng cách, góc nghiêng và độ sâu của lam còn tạo ra lực cản; thiết kế sai thậm chí có thể làm giảm lưu lượng gió.Một hệ lam hiệu quả cần được tính toán theo:

Hướng gió chủ đạo.
Vị trí cửa lấy gió và cửa thoát gió.
Tỷ lệ diện tích mở thực.
Góc nghiêng và khoảng cách giữa các thanh lam.
Yêu cầu che nắng, cản mưa và riêng tư.
Nguy cơ gió tạt, bụi và tiếng ồn.
Khả năng bảo trì trong điều kiện ngoài trời.

Lam gỗ cũng không phải máy lọc không khí. Nó không có cơ chế loại bỏ bụi mịn, CO₂ hay hợp chất hữu cơ bay hơi tương đương một hệ thống lọc chuyên dụng.Cách gọi “lá phổi công trình” chỉ nên được sử dụng như một hình ảnh kiến trúc, không phải mô tả tính năng kỹ thuật.

Thiết kế vật liệu thở phải bắt đầu từ cả hệ công trình

Sai lầm phổ biến là lựa chọn một vật liệu được quảng cáo có khả năng hút ẩm rồi kỳ vọng nó giải quyết toàn bộ vi khí hậu nội thất.Một ngôi nhà dễ chịu cần ít nhất bốn lớp giải pháp liên kết với nhau.

1. Ngăn nước xâm nhập

Mái, tường ngoài, ban công, khu vệ sinh và các vị trí xuyên sàn phải được chống thấm và thoát nước đúng kỹ thuật.Vật liệu thở không thể sửa chữa lỗi chống thấm.

2. Tạo đường đi cho không khí

Cửa lấy gió và cửa thoát gió phải hình thành một đường thông thoáng thực sự. Thông gió chéo, giếng trời, khoảng đệm và hiệu ứng ống khói chỉ hoạt động khi có đủ diện tích mở và chênh lệch áp suất.

3. Chọn bề mặt có khả năng đệm ẩm

Gỗ, vật liệu đất, vữa vôi hoặc lớp trát hút ẩm có thể được bố trí tại những khu vực có diện tích tiếp xúc đủ lớn. Cần tránh lớp phủ làm mất hoàn toàn khả năng trao đổi hơi nước.

4. Có phương án kiểm soát chủ động

Trong những ngày độ ẩm ngoài trời quá cao, mở cửa liên tục chưa chắc giúp căn nhà khô hơn. Khi đó, điều hòa ở chế độ khử ẩm, máy hút ẩm hoặc thông gió cơ khí có kiểm soát sẽ cần thiết.Kiến trúc thụ động không có nghĩa là loại bỏ máy móc bằng mọi giá. Mục tiêu hợp lý hơn là giảm sự phụ thuộc vào thiết bị và chỉ sử dụng chúng khi điều kiện tự nhiên không còn thuận lợi.

Sáu nguyên tắc ứng dụng vật liệu thở

Xác định nguồn ẩm trước khi chọn vật liệu.
Phân biệt hút ẩm không khí với hút nước trực tiếp.
Không phủ kín bề mặt nếu muốn duy trì khả năng đệm ẩm.
Không để vật liệu hút ẩm làm việc trong trạng thái ẩm kéo dài.
Kết hợp vật liệu với che nắng, cách nhiệt và thông gió.
Đo nhiệt độ và độ ẩm thực tế thay vì đánh giá bằng cảm giác.

Một cảm biến nhiệt ẩm đặt đúng vị trí đôi khi hữu ích hơn rất nhiều lời quảng cáo về vật liệu “biết thở”.

Sơ đồ kiến trúc gồm chống thấm, che nắng – cách nhiệt, thông gió và bề mặt đệm ẩm; hệ điều hòa hoặc hút ẩm được thể hiện là lớp hỗ trợ khi khí hậu ngoài trời bất lợi. — Giải pháp kiểm soát vi khí hậu nội thất theo nguyên lý khoa học.

Câu hỏi thường gặp

Vật liệu thở có thay thế máy hút ẩm không?

Không. Vật liệu chỉ hấp thụ và giải phóng một lượng ẩm giới hạn. Khi độ ẩm cao kéo dài, cần thông gió có kiểm soát, điều hòa hoặc máy hút ẩm.

Sơn tường có làm mất khả năng thở của vật liệu không?

Tùy loại sơn. Lớp phủ tạo màng có độ cản hơi cao có thể làm giảm đáng kể khả năng trao đổi ẩm. Cần kiểm tra độ thấm hơi của cả hệ sơn, không chỉ tên gọi thương mại.

Gạch thông gió có làm nhà mát hơn không?

Gạch thông gió có thể hỗ trợ che nắng và trao đổi không khí, nhưng hiệu quả phụ thuộc vào hướng nắng, hướng gió, diện tích mở và đường thoát khí. Dùng sai vị trí có thể đưa thêm khí nóng, hơi ẩm và mưa tạt vào nhà.

Có nên sử dụng gỗ trong khí hậu nóng ẩm?

Có, nếu gỗ được sấy, xử lý, thiết kế khe co giãn, bảo vệ bề mặt và sử dụng đúng vị trí. Gỗ hút ẩm không đồng nghĩa với gỗ miễn nhiễm trước cong vênh hoặc nấm mốc.

Tại Kiến Trúc KINH BAN,https://kientruckinhban.vn/thu-vien/noi-that-xanh chúng tôi nhìn “vật liệu thở” như một mắt xích trong hệ thiết kế vi khí hậu, không phải một khẩu hiệu xanh.Một công trình tốt không cần phô diễn quá nhiều công nghệ. Nhưng mỗi giải pháp phải đúng nguyên lý: ngăn nước, kiểm soát nhiệt, tổ chức đường gió, lựa chọn bề mặt phù hợp và sử dụng thiết bị chủ động khi điều kiện tự nhiên vượt khỏi khả năng cân bằng của công trình.Vật liệu không tự chữa lành một ngôi nhà thiết kế sai. Nhưng khi được đặt đúng chỗ trong một hệ kiến trúc có tính toán, đất, gỗ, gió và ánh sáng có thể cùng nhau tạo nên một không gian ổn định, tiết chế và gần gũi với tự nhiên hơn.